【电动汽车动力电池管理系统的分析16000字（论文）】

[18]图3-4空气冷却散热图（2）液体冷却液体冷却以乙二醇、水、制冷剂等液体为冷却介质。液体冷却分为直接冷却和间接冷却两种，直接冷却中电池模块完全浸在冷却中与冷却液直接接触，间接冷却液体不与电池直接接触，而是将冷却液通在冷却盘或冷管中，利用对流传热降温。（3）相变材料冷却相变材料冷却通过相变材料改变自身物理状态，将电池放出的热量储存起来，以降低电池温度，也会在电池温度过低时将自身储存的能量释放出来传递给电池，使电池温度始终处于稳定状态。相变冷却利用的是相变材料本身具有较大比热容的特殊性，利用相变储存和放能实现热处理。3.4动力电池冷却方式的优点现在市场上的汽车大多采用水冷和风冷两种方式进行汽车动力电池热处理。风冷利用低温空气作为介质和电池组进行热对流来散热降温。除了降温功能，在电池温度过低时，还能通过客舱空调保持电池组温度，使其一直趋于稳定温度区间。风冷系统结构简单，便于维护处理。因此被广泛应用。水冷系统冷却效果相较于风冷更好，提升了电池效率。水冷系统中电池布局更加紧凑，但水冷系统结构较为复杂，尤其是要防止水管漏水损坏零件。3.5动力汽车管理系统标准电池管理系统对于电池性能非常重要，起着关键作用。近几年来，我们的国家一直倡导对于环境的保护，绿水青山就是金山银山的绿色理念更是深入人心，在过去，环境污染的一大部分来自于交通工具，汽车尾气的排放、汽车燃料的使用造成了自然能源的急剧减少等等，解决汽车使用问题可以极大地改善环境问题，如倡导绿色出行也是近些年来一直出现的理念。而且我国对新能源电动汽车的发展一直非常重视，对于汽车电池管理系统也有着更加严格的标准。动力汽车电池管理系统对电池各个部分都起着监测、控制、管理和维护作用，以保证电池稳定工作。确保电池性能最佳化，确保电池安全，确保电池稳定工作，这都是电池管理系统的重要任务。因此，电池管理系统必须准确监测电池工作中的各种性能参数并判断其是否属于正常允许的误差范围内，这就要求电池管理系统的各个组件必须非常精确，因此在制造这些零部件时要准确，尽可能的使用国家标准件来作为电池管理系统组件。电池管理系统对电池有预测作用，在电池可能出现故障时做出预警。不仅如此，管理系统还要监测电池充电放电过程，避免过度充电放电对电池造成损坏，保证电池安全，该监测系统必须精确稳定。3.6电池管理系统的工作状态汽车动力电池管理系统有准备模式、低功率、高功率、充电和故障五种工作模式。每种工作模式的功能具体如下：（1）准备模式：当汽车尚未完全启动，在准备过程中时，电池管理系统也处于准备状态。电池管理系统中的全部继电器还没有完全启动，处于预备状态。当汽车点火启动时，电池管理系统采集到的来自外部的启动信号，然后发出指令，电池管理系统开始运行。首先电池管理系统并不直接开始进行它对电池组的控制作用，电池管理系统在启动时先进行自我检测，一切正常之后才开始下一步工作。（2）低功率模式：在汽车对电池系统要求不高时使用该模式。在低功率模式下，动力电池管理系统可以控制高压继电器在高压或低压状态下均处于关闭状态，正常电压可以通过持续电流，但过高电压则没有持续电流。以此来减少电能消耗。（3）开机模式：一旦蓄电池管理系统启动并经过检查后一切正常，此时如果检测到启动钥匙电压过高的电信号时，系统将优先排除负极磁道。因此，当发动机调速器链条的功率超过正常值时，会产生电压和电流脉冲。当发动机控制器中电容器两端的电压达到总线压力的五分之四时，系统会关闭正极继电器。在大约10毫秒的时间内，系统可以发送信号来控制初始轨道的分离。将电池转入放电模式。（4）充电模式：电动汽车完全启动后，电路接通，管理系统进入充电模式。在该模式状态下，正负极继电器均被关闭。在充电模式中，电压转换器保证电路正常工作并处于正在工作状态。（5）故障模式：汽车系统在使用过程中不可避免的会出现一些故障，因此故障系统必不可少。在电池管理系统工作过程中不言自明的也应该存在故障工作模式。电池工作过程中会产生高电压，而这种高电压对于汽车人员在使用汽车时非常危险。因此，动力电池管理系统在故障发生时要及时将故障进行分析和处理，要及时做出警示，在故障严重是要及时切断继电器控制，保证汽车使用人员的安全。在今后的研究工作中，要将电池管理系统进一步探索和优化，使电池管理更加标准智能的为汽车服务。

新能源汽车对动力电池性能的要求4.1动力电池的要求新能源电动汽车和传统汽车的最大区别就在于它们的动力系统不同。传统汽车使用汽油或柴油作为燃料，以发动机驱动。而新能源电动汽车则以蓄电池为动力源，使用电能驱动行驶。因此，电动汽车的关键就在于电池，电池是电动汽车能否实际运用的前提。对于不同类型的电动汽车，其性能要求也有所差别，如图4-1为三种电动汽车（HEV、EVP、HEV）对动力电池性能要求的比较。图4-1三种电动汽车对电池性能的比较混合动力汽车以内燃机和电机组合作为其动力系统，对电池性能更要求较高，混合动力电动汽车要求电池具有稳定的输入输出功率，以便在内燃机不工作时动力电池系统能够稳定运行，支撑汽车行驶。对于电池额定容量，混合动力汽车要求其电池容量不用过大，能满足汽车行驶一定的里程即可。纯电动汽车则完全依靠电池提供动力，因此对电池要求极高。纯电动汽车要求电池具有良好的充电放电性能，能够多次充电放电，可以反复使用。电池还需要具备良好的安全性能和适应环境性能，能够适应环境温度变化，受温度影响要小，在寒冷和炎热天气中都能稳定运行，为汽车提供动力。4.1.1对动力电池的功能要求电池是电动汽车中的核心部件，汽车动力电池性能是否优秀，决定着汽车运行中续航能力，驾驶舒适度，节能环保等问题，因此，对于电池性能的要求也是极为严格的，设计电池性能的方方面面都应该严格检测并作出标准要求。对电池的功能要求应包括：质量要求：电池整体质量以及各组件的质量比；功率要求：包含电动机输出输入功率、工作时的额定功率、电池需要的输入功率汽车行驶过程中电动机的功率等等；速度要求：如汽车电机最高转速和最大负荷转速等等；（4）性能参数要求：电池额定电压、充电放电速率、电池工作过程中产生的电流大小、额定容量等。4.1.2纯电动汽车对电池性能的要求纯电动汽车的最主要问题就在于其续航里程不够长，日常行驶不存在问题，但一旦长途行驶、自驾游的时候就会面临汽车续航不足但一时之间又找不到便于电动汽车充电的地方。因此发展电池容量，提高续航里程非常重要。因此纯电动汽车电池必须有足够的容量来储存电能。电池能够进行良好的充电放电，电池实际容量应大于额定容量，是额定容量的1.2倍左右。4.1.3混合动力电动汽车对电池性能的要求在混合动力电动汽车中，由于汽车不仅仅只有蓄电池为其提供能量，而是由蓄电池和发动机组合在一起为汽车供能，因此对于电池性能要求较纯电动汽车小一些。电池荷电状态和电池健康度应该满足要求，即电池要做好随时供能的准备，在需要电池提供电能的时候电池可以以很短的时间是输出功率最大化，快速给汽车提供电能辅助汽车行驶。其次，电池具有良好的安全性能，电池电压电流等尽量维持正常，电池管理系统和热处理系统正常。4.1.4插电式混合动力汽车对电池性能的要求插电式混合动力汽车相比混合动力汽车和纯电动汽车对于电池性能要求更高一些，电池除了需要具备良好的安全性能、稳定的工作状态、良好的温度适应能力、一定的抗火防水能力等等之外，插电式混合动力汽车还要求电池具有超长续航能力，在一次充满电之后能够长时间行驶，即满足短程路途行驶过程中不进行二次充电。如图4-2所示为插电式混合动力汽车的工作模式，通过其工作模式，可看出对插电式混合动力汽车，在低荷电状态下也需要能够稳定供电。图4-2插电式混合动力电动汽车工作模式4.1.5对动力电池的一致性要求电池一致性是指初期单体电池组性能的一致。一致性内容包括电池容量、电极电气特性、温度特性、衰变速度等性能参数。这些性能参数应该保持一致，否则将会影响电池使用过程中的输出。关于电池一致性所包括的这些性能参数，都有具体要求：放电率适当，要求具有良好的充放电性能，要求能够使用大功率负载；工作温度稳定，受环境温度影响较小；并且动力电池应该具备一定的抵抗一些自然灾害得能力，如火灾、烟雾等情况；综合电池整体性能，我们需要的是一款安全、抗压、工作稳定、高效率环保的绿色电池。4.2电池性能的体现电池的性能更主要体现在电池拥有大容量，单次充电使用时间长；高效率能够快速为电子设备供电；使用寿命长可以反复多次使用。除此以外，本着经济的理念，我们所制造的电池应该是物美价廉的低成本高性能电池，要有优异的安全性能和再回收的环保性能。效率高表示电池具有很大的充电放电强度和大量的能量。锂离子电池普及应用的关键就在于体积小但功率大，可以输出大量的电能，在今后的发展中，锂离子电池性能还有可能继续优化。电动汽车在日常生活中主要面临的问题就是电池的更换，在长时间使用后，电池性能不可避免的会有所下降，此时我们就需要对电池进行维护维修，在必要的时候还要进行更换新的电池。因此，电池寿命对于电动汽车日常使用来说尤为重要，寿命问题也是我们对动力电池研究的重要方面。我们需要追求卓越的电池性能，但更重要的是保证电池使用的安全，过度追求高效率、大电流会对电池造成一定的负担，因此需要在电池系统中设置功率控制系统，防止电池输出功率过大损坏电池。除了需要保证电池的安全外，最重要的是我们使用汽车时的安全问题，一切优异性能都要建立在安全性能的基础上，一个对于人类安全的产品才有它继续存在和发展的必要。汽车在启动过行程中需要很高的电压，几百的电压远远超出了人类能够承受的程度，因此汽车中的各个设备都必须具有良好的绝缘功能防止汽车部件漏电对使用人员产生危害。品质优秀的电池能够适合各种环境因素的影响，在炎热寒冷条件下都能发挥稳定的功效，例如在四季温差大的地区，夏季高温可达四十几度，冬季寒冷情况下温度低至零下十度以下。温度差距较大，因此，汽车电池需要有良好的温度适应能力，这就要求汽车冷却系统及热处理系统功能完善。本着环保的理念，电池还应该能够回收再利用，其不能回收利用的材料应达到可降解处理的程度，避免废弃电池污染环境。

总结本篇论文是对电动汽车动力电池系统的分析，围绕新能源电动汽动力电池展开，主要从新能源汽车的发展情况、目前新能源电动汽车的主要类型和特点、主要的动力电池类型特点以及电动汽车对动力电池的性能要求、电池管理系统这几个方面进行分析。通过分析目前新能源汽车的发展情况，混合动力电动汽车依旧是现在汽车行业的主流汽车类型。新能源汽车采用蓄电池作为动力源，因此对动力电池的要求也较为严格。对动力电池的要求主要是对其性能参数的要求。电池整体质量、输入输出功率及工作室的额定功率、速度、电压等应该符合一致性要求。对于纯电动汽车动力电池而言，应该具备良好的储能能力，有足够的容量来储存电能，电池实际容量应略大于额定容量；对于混合动力电动汽车动力电池，电池荷电状态和电池健康度应该符合国家标准，要求电池短时间可发出较大功率，能够迅速供能；对于插电式混合动力电池，要求电池具备超长续航能力，具备良好的安全性能、稳定地工作状态。论文主要内容在于对常见动力电池和动力电池管理系统进行分析。锂离子电池具有很大的比能量，寿命长并且充电时间短，是目前电动汽车动力电池的主力；车用蓄电池世纪比能量很低，且寿命只有3年左右；超级电容电池是一种特殊的电源，能够储存大量的电能，并且可以反复充放电。但超级电容比能量很低，因此通常作为一种辅助装置和其他供电装置一起使用。比亚迪刀片电池相比于三元锂电池具有一定的优势，其通过改变电池结构提高了空间利用率，增加了电池容量，但刀片的主要问题在于其安全性能还有待于提高。电池管理系统保护电池安全，文中主要对其功能和工作模式进行分析。该文所作分析尚有不足之处，未对动力电池材料进行详细分析。新能源汽车发展很迅速，更新换代的速度很快，在原来的东西面临被淘汰的风险时，新的能源与机会又在源源不断的出现，越来越多的电池功能趋于成熟化，其存在的问题和缺陷也越来越少，石墨烯电池虽还未投入实际运用，但却是未来动力电池发展的一个重要方向。纯电动汽车和智能汽车在未来的发展中依旧占据很大的比例。在未来的发展中，新能源电动汽车在追求卓越性能的同时，对动力电池的安全性要求也将会越来越严格，发展环保绿色高性能电池也是未来的动力电池的追求。

参考文献蒋鸣雷．新能源汽车动力电池结构与检修[M]．北京：机械工业出版社，2018．何洪文．电动汽车原理与构造[M]．2版．北京：机械工业出版社，2018．陈全世．先进电动汽车技术[M]．3版．北京：化学工业出版社，2017．银石立方科技（北京）有限公司新能源汽车概论[M]．北京：人民交通出版社，2016．徐艳明．电动汽车动力电池及电源管理[M]．北京：机械工业出版社，2012．王振坡，孙逢春．电动车辆动力电池系统及其应用技术[M]．北京：机械工业出版社，2012．雷孝平，陈亮，刘玉琴，张英杰.\t"27/S/_blank"基于科技报告的电动汽车技术现状及发展趋势研究[J].中国科技资源导刊,2017(3)．王丹，续丹，曹秉刚．电动汽车关键技术发展综述[J]，中国工程科学，2015（1）．钟筱良．新能源电动汽车动力电池概述[J]．MC现代零部件,2013．刘毅．我国新能源汽车动力电池标准体系研究[J]．中国标准化，2012增刊．蔡飞龙，许思传，常国峰纯电动汽车用锂离子电池热管理综述[J]，电源技术，2012，36（9）．李泉．动力电池管理系统关键技术研究[D]．湖南大学,2017．柏林．\t"27/S/_blank"电动汽车动力电池的电气特性分析及模型研究[D]．重庆大学,2013．李荐．电容型锂离子动力电池原理、性能及组件技术[R]．学术